摘要：某特大桥主桥长1170m并正交穿越水流湍急的河道，采用自平衡法检测单桩竖向抗压极限承载力且试桩为非工程桩，按不进行冲刷防护考虑进行基础设计，在试验前期安装设备的过程中对多处关键节点进行了深入分析，并提出了相应的控制措施，相关的经验可供类似工程项目借鉴。
关键词：桩基、承载力、自平衡、关键技术
1.工程概况
某通道工程特大桥包括主桥、南北岸接线引桥、匝道桥梁，桥梁工程起迄桩号为K3+671.891m～K6+189.091m，桥梁总长3077.2m，其中主桥长度1170m。试桩采用非工程桩。试桩类型取主桥Φ2.0m钻孔桩1根、引桥Φ1.2m钻孔桩1根、匝道钻孔桩1根（桩径待定）。本次设计中针对基础冲刷进行了相关计算分析，并按不考虑冲刷防护条件的设计基础。主桥冲刷后泥面标高：5.32m。Φ2.0m钻孔桩试桩得出的单桩竖向承载力应扣除冲刷标高以上的桩基侧摩阻力。
2.双荷载箱自平衡试验方案
图1 试验原理图
为满足设计要求的完成分层极限摩阻力和桩端极限承载力测量，建议采用双荷载箱方案，荷载箱预留出富余顶出力及油缸行程。且按照地勘计算值测算最终结果，考虑勘察习惯保守取值的影响及本地区试验经验，建议荷载箱顶出力按最大测算值的1.5倍以上设计制造。试验原理如图1所示。
试验前，应进行各段桩身承载力估算，满足以下条件：1、下段桩身侧阻力及端阻之和，小于等于中段桩身及上段桩身上托力之和；2、中段桩身侧阻力，小于等于上段桩身上托力；3、下段桩身及中段桩身下压阻力之和，大于上段桩身上托力。
试验时，设备（荷载箱）操作顺序按以下要求进行：1、首先加载下荷载箱，将下段桩加载至破坏状态；此时下荷载箱以上桩身未达极限状态，试验第一步完成；2、间隔时间满足休止期要求，进行第二步。打开下荷载箱出油阀，加载上荷载箱至中段桩身侧阻发挥至极限。而后，关闭下荷载箱出油阀，继续加载将上段桩身侧阻发挥至极限；3、加卸载过程中，同步进行桩身轴力测量；4、试验结束后检查荷载箱富余行程以满足注浆后再次试验要求。
3.试验装置安装及注意事项
试验桩除需要严格满足相关检测规范及设计图纸要求外，还应考虑自平衡试验的细节需求，试桩施工时应注意如下几点：1.绑、焊钢筋笼的过程由施工单位进行，测试单位进驻现场进行技术指导，确保位移管准确咬合连接及护管的密封性，与钢筋笼绑扎成为一体。2.荷载箱需垂直放于地表，桩基所有主筋与荷载箱外缘进行围焊，以钢筋笼起吊时荷载箱不会脱离为标准，保证钢筋笼与荷载箱在同一水准面上后点焊喇叭筋，喇叭筋上端与主筋，下端与内圆边缘焊接，荷载箱倾斜度不高于5‰。3.根据设计要求：桩底沉渣厚度不大于15cm，应严格控制沉渣，将沉渣控制在设计要求范围内。4.以施工图纸为依据确定工程桩顶标高，导管下放绕过荷载箱到达桩端浇注混凝土，当混凝土液面接近荷载箱时，降低导管提速，当混凝土液面高于荷载箱顶板2.5m时导管底端提至荷载箱上并浇混凝土至设计高程；荷载箱下部混凝土坍落度不应小于200mm。5.荷载箱埋入混凝土后需保护油管及钢管封头，防止水泥浆渗入。6.试验期间应保证供电（380V、220V两种电源）连续性，监测桩周10m范围不能有较大振动。
图2 测试装置安装示意图
承载试验过程中的数据采集采用自动载荷仪记录，记录内容包括：油压，荷载箱上、下位移及桩身轴力数据等。
1.位移监测装置（1）位移传感器：传统的振弦式位移计作为位移测量的装置，具有安装要求高，安装效率低，特别是不适用长桩检测等缺点。此次项目采用位移丝外套护管的方法，能达到简化安装过程并提高检测精度的目的。检测点截面引出若干组位移丝到桩顶后，固定位移丝并计算此时位移平均值。位移值由位移传感器（或百分表）进行量测，精度为0.01mm。（2）将位移丝穿在钢管中并引至地面。（3）先进的位移传感器固定结构的设计和安装，在原理上保证了位移测量值只受桩体位移和基准梁运动的影响。
图3 钢筋计安装示意图
2.钢筋计安装如图3所示。（1）钢筋笼可按正常工序完成后，米尺测量出钢筋计安装位置，按安装要求截断钢筋再进行钢筋计焊接；（2）钢筋计焊接时，应采取洒水降温或其他有效措施，避免高温传导至钢筋计，引起钢筋计损伤；（3）钢筋计引线应用尺寸适用的pvc细套管穿管保护，pvc细套管用钢丝牢固绑扎在钢筋笼主筋上；（4）桩身混凝土浇筑完成后，应进行钢筋计测试，判断钢筋计安装过程中的损伤情况；（5）成桩后进行导线外露接头防水保护，可以用方便袋或其他有效措施进行；必要时设立警示标示，防止试验前外部破坏。
4.结语
特大桥桩基承载力检测采用双荷载箱自平衡法，安装的过程中需要对某些关键装置的安装进行重点关注以保证其在后期发挥作用，防止试验开展的过程中出现损坏或无法响应的问题。
参考文献：
[1]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
[2]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
[3]《基桩静载荷试验自平衡法》（JTT 738-2009）
论文作者:尹春元,马池华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/19
标签：荷载论文; 钢筋论文; 位移论文; 承载力论文; 桩基论文; 混凝土论文; 阻力论文; 《基层建设》2019年第11期论文;